粘弹性波动方程正演NPML吸收边界条件研究

摘要

传统地震波数值模拟技术,一般假设地层介质是均匀和完全弹性的,在这种假设情况下,理论上的研究结果与地震波在地层中传播时观测到的实际记录有很大的差别.这是因为地震波在实际地层中传播时由于地层的粘滞性会损耗地震波能量,并且越往深层这种吸收衰减越严重.研究表明，在粘弹介质中能够很好的反映出吸收衰减现象，这表明利用粘弹性介质模拟实际地层更为合理；另外，针对正演模拟中的PML吸收边界条件，秦臻等提出了一种NPML，是比SPML更有效率的吸收边界条件。本文基于交错网格有限差分法，将这种改进的NPML应用于粘弹性波动方程方程正演中，取得了不错的效果。在分层介质中进行正演模拟，提取波场快照和单炮记录。从结果中可以看出NPML具有较好的吸收效果。并且对复频移拉伸算子的PML和非复频移拉伸算子的PML进行比较，发现前者对大入射角情况下的入射有更好的吸收。通过试验和分析，得出了复频移拉伸算子PML衰减参数的最优选择，以使不同条件下吸收效果达到最好。